Uno de los aspectos m\u00e1s desconcertantes de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica es que las diminutas part\u00edculas subat\u00f3micas no parecen “elegir” un estado hasta que un observador externo lo mide. El acto de medir convierte todas las vagas posibilidades de lo que podr\u00eda suceder en un resultado definitivo y concreto. Si bien las matem\u00e1ticas de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica proporcionan reglas sobre c\u00f3mo funciona ese proceso, esas matem\u00e1ticas realmente no explican lo que eso significa en t\u00e9rminos pr\u00e1cticos.<\/p>\n\n\n\n
Una idea es que la conciencia, una conciencia de nosotros mismos y del impacto que tenemos en nuestro entorno, juega un papel clave en la medici\u00f3n y que es nuestra experiencia del universo lo que lo convierte de meramente imaginado en verdaderamente real. Pero si este es el caso, \u00bfes posible que la conciencia humana pueda explicar algunas de las rarezas de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica?<\/p>\n\n\n\n
Medida cu\u00e1ntica Afortunadamente, este indeterminismo surge solo en el mundo subat\u00f3mico; en el mundo macrosc\u00f3pico, todo funciona de acuerdo con las leyes deterministas de la f\u00edsica (y no, no estamos exactamente seguros de por qu\u00e9 ocurre esa divisi\u00f3n, pero ese es un problema para otro d\u00eda). Cuando los f\u00edsicos realizan un experimento sobre sistemas cu\u00e1nticos (por ejemplo, tratando de medir los niveles de energ\u00eda de un electr\u00f3n en un \u00e1tomo), nunca est\u00e1n seguros de qu\u00e9 respuesta obtendr\u00e1n. En cambio, las ecuaciones de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica predicen las probabilidades de estos niveles de energ\u00eda. Sin embargo, una vez que los cient\u00edficos realizan el experimento, obtienen uno de esos resultados y, de repente, el universo vuelve a ser determinista; una vez que los cient\u00edficos saben el nivel de energ\u00eda del electr\u00f3n, por ejemplo, saben exactamente lo que va a hacer, porque su “funci\u00f3n de onda” colapsa y la part\u00edcula elige un cierto nivel de energ\u00eda.<\/p>\n\n\n\n Este giro del indeterminismo al determinismo es absolutamente extra\u00f1o, y no hay otra teor\u00eda en f\u00edsica que funcione de la misma manera. \u00bfQu\u00e9 hace que el acto de medir sea tan especial? Una mir\u00edada de interacciones cu\u00e1nticas ocurren en el universo todo el tiempo. Entonces, \u00bfexperimentan esas interacciones el mismo tipo de cambio incluso cuando nadie est\u00e1 mirando?<\/p>\n\n\n\n El papel de la conciencia Pero para muchas personas, eso no es satisfactorio. Parece que hay algo incre\u00edblemente especial en el proceso de medici\u00f3n que aparece solo en la teor\u00eda cu\u00e1ntica. Este car\u00e1cter especial se vuelve a\u00fan m\u00e1s llamativo cuando se compara la medici\u00f3n con, por ejemplo, literalmente, cualquier otra interacci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n Por ejemplo, en una nube de gas lejana, en lo profundo de la inmensidad del espacio interestelar, no hay nadie alrededor; nadie est\u00e1 mirando Si, dentro de esa nube de gas, dos \u00e1tomos chocan entre s\u00ed, se trata de una interacci\u00f3n cu\u00e1ntica, por lo que deber\u00edan aplicarse las reglas de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica. Pero no hay “medici\u00f3n” ni resultado: es solo una de los billones de interacciones aleatorias que ocurren todos los d\u00edas, sin ser observadas por los humanos. Y as\u00ed, las reglas de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica nos dicen que la interacci\u00f3n permanece indeterminista.<\/p>\n\n\n\n Pero si esos mismos dos \u00e1tomos chocan dentro de un laboratorio, los cient\u00edficos pueden medir y registrar lo que sucedi\u00f3. Debido a que ocurri\u00f3 una medici\u00f3n, las mismas reglas de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica nos dicen que el indeterminismo cambi\u00f3 para volverse determinista; eso es lo que me permiti\u00f3 escribir un resultado concreto.<\/p>\n\n\n\n \u00bfQu\u00e9 hay de diferente entre estos dos casos? Ambos involucran part\u00edculas subat\u00f3micas que interact\u00faan con otras part\u00edculas subat\u00f3micas. Y cada paso del proceso de medici\u00f3n involucra part\u00edculas subat\u00f3micas en alg\u00fan nivel, por lo que no deber\u00eda escaparse de las reglas cu\u00e1nticas habituales que dicen que el resultado debe ser indeterminado.<\/p>\n\n\n\n Algunos te\u00f3ricos, como el f\u00edsico cu\u00e1ntico pionero Eugene Wigner, se\u00f1alan que la \u00fanica diferencia entre estos dos escenarios es que uno involucra a un observador consciente y pensante y el otro no. Por lo tanto, lo que se llama un “colapso” en mec\u00e1nica cu\u00e1ntica (la transici\u00f3n de probabilidades indeterministas a un resultado concreto) se basa en la conciencia.<\/p>\n\n\n\n Sue\u00f1os del universo Esta l\u00ednea de pensamiento requiere que la conciencia sea diferente de todas las dem\u00e1s f\u00edsicas del universo. De lo contrario, los cient\u00edficos podr\u00edan argumentar (y lo hacen) que la conciencia en s\u00ed misma es solo la suma de varias interacciones subat\u00f3micas. Si ese es el caso, no hay punto final en la cadena de medici\u00f3n. Y si es as\u00ed, entonces lo que hacen los cient\u00edficos en el laboratorio realmente no es diferente de lo que sucede en las nubes de gas al azar.<\/p>\n\n\n\n Si bien no es estrictamente una teor\u00eda f\u00edsica, el concepto de conciencia como algo diferente y separado del universo material tiene una larga tradici\u00f3n en filosof\u00eda y teolog\u00eda. Sin embargo, hasta que alguien pueda encontrar una manera de probar este concepto de conciencia como algo separado del resto de las leyes f\u00edsicas en un experimento cient\u00edfico, tendr\u00e1 que permanecer en el \u00e1mbito de la filosof\u00eda y la especulaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>La mec\u00e1nica cu\u00e1ntica son las reglas que rigen el zool\u00f3gico de part\u00edculas subat\u00f3micas que componen el universo. La mec\u00e1nica cu\u00e1ntica nos dice que vivimos en un mundo fundamental no determinista. En otras palabras, al menos cuando se trata del mundo de las part\u00edculas diminutas, es imposible, sin importar cu\u00e1n inteligentes sean los cient\u00edficos en su dise\u00f1o experimental o cu\u00e1n perfectamente conozcan las condiciones iniciales de ese experimento, predecir con certeza el resultado de cualquier experimento. \u00bfConoces la fuerza que act\u00faa sobre un prot\u00f3n? No hay una ubicaci\u00f3n establecida donde seguramente estar\u00e1 dentro de unos segundos, solo un conjunto de probabilidades de d\u00f3nde podr\u00eda estar.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>La interpretaci\u00f3n est\u00e1ndar de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, conocida como la interpretaci\u00f3n de Copenhague, dice que hay que ignorar todo esto y centrarse \u00fanicamente en obtener resultados. Desde ese punto de vista, el mundo subat\u00f3mico es fundamentalmente inescrutable y la gente no deber\u00eda tratar de desarrollar im\u00e1genes coherentes de lo que est\u00e1 pasando. En cambio, los cient\u00edficos deber\u00edan considerarse afortunados de que al menos puedan hacer predicciones utilizando las ecuaciones de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>Debido a que la conciencia es tan importante para los humanos, tendemos a pensar que tiene algo especial. Despu\u00e9s de todo, los animales son las \u00fanicas entidades conscientes conocidas que habitan el universo. Y una forma de interpretar las reglas de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica es seguir la l\u00f3gica anterior hasta su extremo: lo que llamamos una medida es realmente la intervenci\u00f3n de un agente consciente en una cadena de interacciones subat\u00f3micas que de otro modo ser\u00edan mundanas.<\/p>\n\n\n\n